到目前为止，你所见过的所有重载运算符都允许你定义运算符参数的类型，但不能定义参数的数量（参数数量是根据运算符的类型固定的）。例如，operator== 总是接受两个参数，而 operator! 总是接受一个参数。圆括号运算符 (operator()) 是一个特别有趣的运算符，因为它允许你更改其接受的参数类型和数量。
需要记住两件事：首先，圆括号运算符必须作为成员函数实现。其次，在非面向对象的 C++ 中，() 运算符用于调用函数。对于类，operator() 只是一个普通的运算符，它像任何其他重载运算符一样调用一个函数（名为 operator()）。
一个例子
让我们看一个适合重载此运算符的例子
class Matrix
{
private:
double data[4][4]{};
};矩阵是线性代数的关键组成部分，常用于几何建模和 3D 计算机图形工作。在这种情况下，你只需要认识到 Matrix 类是一个 4 乘 4 的二维双精度浮点数数组。
在关于重载下标运算符的课程中，你学到我们可以重载 operator[] 来提供对私有一维数组的直接访问。然而，在这种情况下，我们想要访问私有二维数组。在 C++23 之前，operator[] 仅限于单个参数，因此不足以让我们直接索引二维数组。
但是，因为 () 运算符可以接受我们想要的任意数量的参数，我们可以声明一个接受两个整数索引参数的 operator() 版本，并使用它来访问我们的二维数组。这是一个例子
#include <cassert> // for assert()
class Matrix
{
private:
double m_data[4][4]{};
public:
double& operator()(int row, int col);
double operator()(int row, int col) const; // for const objects
};
double& Matrix::operator()(int row, int col)
{
assert(row >= 0 && row < 4);
assert(col >= 0 && col < 4);
return m_data[row][col];
}
double Matrix::operator()(int row, int col) const
{
assert(row >= 0 && row < 4);
assert(col >= 0 && col < 4);
return m_data[row][col];
}现在我们可以声明一个 Matrix 并像这样访问其元素
#include <iostream>
int main()
{
Matrix matrix;
matrix(1, 2) = 4.5;
std::cout << matrix(1, 2) << '\n';
return 0;
}结果是
4.5
现在，让我们再次重载 () 运算符，这次是以不带任何参数的方式
#include <cassert> // for assert()
class Matrix
{
private:
double m_data[4][4]{};
public:
double& operator()(int row, int col);
double operator()(int row, int col) const;
void operator()();
};
double& Matrix::operator()(int row, int col)
{
assert(row >= 0 && row < 4);
assert(col >= 0 && col < 4);
return m_data[row][col];
}
double Matrix::operator()(int row, int col) const
{
assert(row >= 0 && row < 4);
assert(col >= 0 && col < 4);
return m_data[row][col];
}
void Matrix::operator()()
{
// reset all elements of the matrix to 0.0
for (int row{ 0 }; row < 4; ++row)
{
for (int col{ 0 }; col < 4; ++col)
{
m_data[row][col] = 0.0;
}
}
}这是我们的新示例
#include <iostream>
int main()
{
Matrix matrix{};
matrix(1, 2) = 4.5;
matrix(); // erase matrix
std::cout << matrix(1, 2) << '\n';
return 0;
}结果是
0
由于 () 运算符如此灵活，它可能很容易被用于许多不同的目的。然而，强烈不鼓励这样做，因为 () 符号并没有真正说明运算符正在做什么。在上面的例子中，最好将擦除功能写成一个名为 clear() 或 erase() 的函数，因为 matrix.erase() 比 matrix()（它可以做任何事情！）更容易理解。
注意：从 C++23 开始，你可以使用带有多个索引的 operator[]。这与上面 operator() 的工作方式类似。
函数对象（Functors）的乐趣
Operator() 也常被重载来实现函数对象（或函数对象），它们是像函数一样操作的类。函数对象优于普通函数的地方在于，函数对象可以将数据存储在成员变量中（因为它们是类）。
这是一个简单的函数对象
#include <iostream>
class Accumulator
{
private:
int m_counter{ 0 };
public:
int operator() (int i) { return (m_counter += i); }
void reset() { m_counter = 0; } // optional
};
int main()
{
Accumulator acc{};
std::cout << acc(1) << '\n'; // prints 1
std::cout << acc(3) << '\n'; // prints 4
Accumulator acc2{};
std::cout << acc2(10) << '\n'; // prints 10
std::cout << acc2(20) << '\n'; // prints 30
return 0;
}请注意，使用我们的 Accumulator 看起来就像进行正常的函数调用，但我们的 Accumulator 对象正在存储一个累积值。
函数对象的好处在于，我们可以根据需要实例化任意数量的独立函数对象，并同时使用它们。函数对象还可以有其他成员函数（例如 reset()）来执行方便的操作。
总结
Operator() 有时会重载两个参数，用于索引多维数组，或检索一维数组的子集（其中两个参数定义要返回的子集）。其他任何情况最好写成成员函数，并带有更具描述性的名称。
Operator() 也常被重载以创建函数对象。尽管简单的函数对象（如上面的示例）很容易理解，但函数对象通常用于更高级的编程主题，并值得单独一课。
小测验时间
问题 #1
编写一个名为 MyString 的类，它包含一个 std::string。重载 operator<< 以输出字符串。重载 operator() 以返回从第一个参数索引开始的子字符串（作为 MyString）。子字符串的长度应由第二个参数定义。
以下代码应该运行
int main()
{
MyString s { "Hello, world!" };
std::cout << s(7, 5) << '\n'; // start at index 7 and return 5 characters
return 0;
}这应该打印
world
提示：你可以使用 std::string::substr 来获取 std::string 的子字符串。
问题 #2
此测验题为额外加分题。
> 步骤 #1
如果我们不需要修改返回的子字符串，为什么上述方法效率低下？
> 步骤 #2
我们还能做什么？
> 步骤 #3
更新之前测验解决方案中的 operator()，使其返回子字符串为 std::string_view。
提示：std::string::substr() 返回一个 std::string。std::string_view::substr() 返回一个 std::string_view。务必小心不要返回一个悬空（dangling）的 std::string_view！